一种农业物联网通信设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种农业物联网通信设备，涉及物联网领域，该农业物联网通信设备包括：主控

【技术实现步骤摘要】
一种农业物联网通信设备及方法


[0001]本专利技术涉及物联网领域，具体是一种农业物联网通信设备及方法
。

技术介绍

[0002]在农业物联网应用环境中，尤其是在通信网络不发达的地区，由于缺乏电信基站，无法通过
4G
或
5G
的方式进行通信，因此目前大都为通过建立无线局域网络进行通信，常用的无线局域网络通信模式有
LORA,ZIGBEE
等形式
。
[0003]目前，国内使用较为广泛的
LPWAN
技术还多为美国
Semtech
公司的
LoRa
技术，该技术在点对点通信灵敏度上做的非常好，但除去国产化需求因素外，
LoRa
在容量，效率和扛自干扰等方面还有很多欠缺的地方
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种农业物联网通信设备及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种农业物联网通信设备，包括：主控
MCU
单元，用于通过
RS485
通信单元获取农业信息，并将农业信息通过
WIOTA
单元
、4G
通信单元上报；
WIOTA
单元，用于外接天线后为主控
MCU
单元构建
WIOTA
通信协议，完成终端节点数据收发功能；
4G
通信单元，用于外接天线后为主控
MCU
单元构建
4G
通信协议，完成和运营商基站数据收发功能；
RS485
通信单元，用于将
RS485
传感器检测的农业信息传输给主控
MCU
单元；电源管理单元，用于供给电压；电源管理单元连接主控
MCU
单元
、WIOTA
单元
、RS485
通信单元，主控
MCU
单元通过不同的
USART
串口分别连接
WIOTA
单元
、4G
通信单元
、RS485
通信单元
。
[0006]作为本专利技术再进一步的方案：主控
MCU
单元为
APM32F103C8T6
芯片
。
[0007]作为本专利技术再进一步的方案：
WIOTA
单元包括
UCM202
模组，
UCM202
模组包括
UC8288
芯片
。
[0008]作为本专利技术再进一步的方案：
RS485
通信单元包括集成电路
U11、
集成电路
U3
，集成电路
U11
型号为
ADuM1201
，集成电路
U3
型号为
SP3485EN
‑
L/TR
，集成电路
U11
的
6、7
号引脚连接主控
MCU
单元的对应
USART
串口（对应
APM32F103C8T6
芯片的
9、10
号引脚），集成电路
U11
的
2、3
号引脚分别通过一个0Ω
电阻连接集成电路
U3
的
1、4
号引脚，集成电路
U3
的6号引脚连接电阻
R32
的一端，电阻
R32
的另一端连接电阻
R3
的一端
、
电阻
R4
的一端
、
数据线
A
，电阻
R4
的另一端连接
3.3V
电压，电阻
R3
的另一端连接电阻
R31
的一端
、
电阻
R5
的一端
、
数据线
B
，电阻
R31
的另一端连接集成电路
U3
的7号引脚，电阻
R5
的另一端接地
。
[0009]作为本专利技术再进一步的方案：
RS485
传感器包括符合
Modbus
协议的
485
接口类型农业环境监测的传感器
。
[0010]一种农业物联网通信方法，应用于如上所述的农业物联网通信设备，包括以下步骤：步骤1：在相关农业环境，布设若干带有
WIOTA
单元的传感终端；步骤2：农业物联网通信设备初始化，和传感终端通过
WIOTA
（国产广域通信协议）协议建立通信连接；步骤3：农业物联网通信设备定时采集本地传感器数据和无线接收传感器终端上传的传感器数据；步骤4：农业物联网通信设备对接收的传感数据采用卡尔曼滤波算法进行数据滤波与噪声消除；步骤5：对传感器数据，采用最小二乘值加权算法，区分不同类型传感器数据，对同一类型的传感器数据进行统一标识，同时对数据进行合并异构处理，得到去除冗余信息的异构传感数据；步骤6：对处理后的传感数据进行编码，格式统一规范压缩处理，格式统一采用嵌套式
JSON
格式；步骤7：压缩处理数据，通过网络调用对应的通信协议将数据传输到云平台
。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案：步骤2中，和传感终端通过
WIOTA
（国产广域通信协议）协议建立通信连接，是指建立同步通信连接，包括一下步骤：步骤
21
：初始化协议栈；步骤
22
：系统配制，通过主控
MCU
单元发送“AT+WIOTACONFIG=20,1,1,0,1,0,3,0,1,11223344,21456981”进行配置；步骤
23
：设置频点，发送命令“AT+WIOTAFREQ”；步骤
24
：设置发射功率；步骤
25
：启动通信协议栈，通过命令：“AT+WIOTARUN=1”，进行通信建立启动
。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案：步骤
23
中，设置频点
490MHz。
[0013]作为本专利技术再进一步的方案：步骤
24
中，设置发射功率为
30dBm。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术解决在复杂多变
、4G
或
5G
网络受限
、
且供电受限的农业生产场景下，通过
WIOTA
通信能保持通信正常，持续
、
稳定地采集各类农业环境数据；国产
WIOTA
通信解决本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种农业物联网通信设备，其特征在于：该农业物联网通信设备包括：主控
MCU
单元，用于通过
RS485
通信单元获取农业信息，并将农业信息通过
WIOTA
单元
、4G
通信单元上报；
WIOTA
单元，用于外接天线后为主控
MCU
单元构建
WIOTA
通信协议，完成终端节点数据收发功能；
4G
通信单元，用于外接天线后为主控
MCU
单元构建
4G
通信协议，完成和运营商基站数据收发功能；
RS485
通信单元，用于将
RS485
传感器检测的农业信息传输给主控
MCU
单元；电源管理单元，用于供给电压；电源管理单元连接主控
MCU
单元
、WIOTA
单元
、RS485
通信单元，主控
MCU
单元通过不同的
USART
串口分别连接
WIOTA
单元
、4G
通信单元
、RS485
通信单元
。2.
根据权利要求1所述的农业物联网通信设备，其特征在于，主控
MCU
单元为
APM32F103C8T6
芯片
。3.
根据权利要求1所述的农业物联网通信设备，其特征在于，
WIOTA
单元包括
UCM202
模组，
UCM202
模组包括
UC8288
芯片
。4.
根据权利要求1所述的农业物联网通信设备，其特征在于，
RS485
通信单元包括集成电路
U11、
集成电路
U3
，集成电路
U11
型号为
ADuM1201
，集成电路
U3
型号为
SP3485EN
‑
L/TR
，集成电路
U11
的
6、7
号引脚连接主控
MCU
单元的对应
USART
串口，集成电路
U11
的
2、3
号引脚分别通过一个0Ω
电阻连接集成电路
U3
的
1、4
号引脚，集成电路
U3
的6号引脚连接电阻
R32
的一端，电阻
R32
的另一端连接电阻
R3
的一端
、
电阻

【专利技术属性】
技术研发人员：袁名勇，唐园园，廖鑫，卢思然，
申请(专利权)人：中电科国海信通科技海南有限公司，
类型：发明
国别省市：